1932年初，海军事务委员会终于从多项设计中，选择了排水20000吨、长770尺、宽80.3尺、120000轴马力，最高航速32.5节、搭载90架舰载机的方案。

　　然而国会以经济萧条为因，并未拨款建造新型航母，使设计又再拖延，期间海军部长曾要求军部研究装设8英寸火炮的27000吨方案，但最终流产。

　　约克城级航母充分吸收了之前美国海军改装、设计、建造航空母舰的经验，采用了开放式机库，拥有3部升降机，飞行甲板前端装有2具弹射器，另外在机库也设置了2具弹射器，紧急情况下舰载机可以通过其从机库中直接弹射起飞，但后来在战前已发现其效率低下，遂取消了这项不实用的功能，于1942年中途岛海战后拆除。

　　飞行甲板前后安装了两组拦阻索，飞机可以在飞行甲板的任一端降落，但舰艏降落设施也因鲜有使用，而在后来拆除，其他飞行设施则未有显著更动。木制飞行甲板没有装甲防护，舰桥、桅杆和烟囱一体化的岛式上层建筑位于右舷。从约克城级开始，美国航空母舰的岛式上层建筑和烟囱连为一体，从而形成了美国航空母舰的基本形式。

　　约克城级航母和之前建造的“游骑兵”号航母相比，增大了舰体和航速，同时加强了水平和水下防护。约克城级“大黄蜂”号与前两艘相比配置大体相同，舰体和航速稍有增大，同时加大了水面和水下防护。

　　“大黄蜂”号也保留了不实用的机库弹射器，在日后被移除。不同的时，其率先升级了火控系统、延长了飞行甲板，并拥有较大的舰艏。

　　约克城级航母舰侧装设2.5-4英寸装甲带，以抵挡6英寸火炮，3层鱼雷防水壁，配合装甲带防止鱼雷攻击，水平装甲设于机库，以阻止炸弹贯穿到下层机房及武器库，飞行甲板由木板制造，不设装甲。

　　约克城级航母“约克城”号及“企业”号在战前都涂上了灰色，为方便演习时识别，“约克城”号仿效“萨拉托加”号航母的做法，在烟囱上涂上黑色英文字母Y，而两舰的飞行甲板则分别写上YKTN及EN。战争爆发后，各舰将显著的标记删除，并换上迷彩。

　　1942年初，三舰均涂上了第12号迷彩，其大体布置为，水线至机库甲板下涂上海军蓝，机库甲板至舰岛之间为海洋灰，舰岛为阴霾灰，飞行甲板为甲板蓝。

　　各舰迷彩的分划界线并不一致，其中“大黄蜂”号便采用了改良的12号迷彩，连舰岛亦有混合海洋灰及阴霾灰两种颜色，这种迷彩可有效迷惑水面军舰的目测，却对避开飞机侦察无甚帮助。

　　1943年，“企业”号返国维修后，换上了第21号迷彩，全舰均涂上海军蓝，有蓝色幽灵之称的CV-16列克星敦号航空母舰亦采用此法。

　　1944年，“企业”号再更换为第33号迷彩，舰体侧面混合了浅灰及海洋灰。至于舰体平面与甲板，则由甲板蓝及海洋灰组成。

　　新迷彩的目标，在于迷惑潜艇及飞机计算舰体航速，而非避过侦察。1945年，战争结束后，“企业”号换回第21号全身海军蓝迷彩，并将舷号6以白色油漆画于飞行甲板，参与纽约海军节的庆祝活动。

　　约克城级航母舰艏及舰艉各设有4座，共8座单管5英寸/38高平两用炮，分别置于左舷及右舷飞行甲板；舰岛前方及后方各设有2座，共4座四联装1.1英寸/75高炮。

　　舰体各处共有24挺0.5毫米勃朗宁机枪。5英寸/38高平两用炮是当时美国最新式的防空及水平两用舰炮，其双联装版本亦被后来的埃塞克斯级航空母舰沿用。

　　早在1934年，美国海军就发现1.1英寸/75高炮有卡弹及操作问题，而0.5毫米勃朗宁机枪的口径过小，无法有效击毁俯冲飞机。

　　39年，美国海军武备署已着手处理舰队防空炮落后问题，并在1940年开始生产波佛斯40毫米高炮及奥利冈20毫米防空炮，分别替换1.1英寸/75高炮及0.5毫米勃朗宁机枪。

　　1941年建成的“大黄蜂”号，已将24挺勃朗宁全数更换为单装20毫米/70防空炮，1942年2月，增至30门，7月又增至32门，同时再添置1座四联装高炮。

　　“约克城”号在珍珠港事件后于1942年在美国东岸更换部分勃朗宁机枪，然后赶往太平洋。“企业”号则在空袭东京前夕，一次过安装了32挺单装20毫米防空炮，使其防空火力较同级舰较优。

　　波佛斯40毫米高射炮在圣克鲁斯海战前安装到“企业”号及其护航舰南达科他号，这也是“企业”号得以幸存的原因之一。

　　1943年后海军乘“企业”号返国大修之机，开始大幅加装防空炮。到1945年，“企业”号的防空武器已增为11座四联装波佛斯炮、5座双联装波佛斯炮及16挺双联装20毫米防空炮。

　　约克城级航母在服役之初，仍搭载二战前的飞机，包括格鲁门公司的F2F战斗机及F3F战斗机、马丁公司的鱼雷-俯冲两用BM轰炸机及诺斯洛普公司的BT俯冲轰炸机。

　　“约克城”号与“企业”号在1941年换上F4F战斗机，并在1942年换上SBD轰炸机、TBD轰炸机及TBF轰炸机，较晚服役的“大黄蜂”号在1942年才换上F4F，并在服役之初使用SBC俯冲轰炸机及布利兹特航空公司的SBN轰炸机。

　　42年初，美国海军尚未有完善的雷达系统，再加上海军承袭战前的攻击优先战术，约克城级初期俱以轰炸机为航空团核心。

　　比如在中途岛海战中，“约克城”号、“企业”号及“大黄蜂”号三舰的航空团都是由1支F4F战斗机小队、1支TBD鱼雷轰炸机小队、1支SBD俯冲轰炸机小队及1支SBD侦察机小队组成。

　　三舰的战斗机有21架至25架不等，俯冲轰炸机有37架至38架，鱼雷轰炸机则有13架至15架，总共分别携带了75架、79架和79架。